[发明专利]一种新的配电变压器及低压供电网络防雷保护方法

说明书

本发明涉及一种配电变压器及低压380/220V供电网络防雷保护方法。

一直以来，配电变压器的防雷保护采用高压避雷接地端和低压绕组中性点及变压器外壳三点共同接地的方式。但这种防雷保护接线方式的防雷效果甚差。据统计配电变压器遭受雷击的年损坏率全国平均约1％，多雷区可高达10％以上，低压用电设备的损坏率也很高，每年给国家造成数亿元以上的直接经济损失。其间接经济损失则更为巨大。

本发明人于1992年提出的“一种配电变压器及低压供电网络防雷保护方法”(专利号：92114541.1)将配电变压器高压侧的避雷器的接地端接在变压器处的接地体1上，而将低压绕组中性点、零线与变压器外壳连接，并接在离变器10～40米处接地体2上，由于接地体2离变压器较远，在变压器外壳因低压设备或线路故障及三相负荷严重不对称时出现的电压保护不利，故实际可操作性差。

本发明的目的是提供一种新的配电变压器及低压供电网络防雷保护方式，它的防雷效果好，接线简单，所需费用较低，在现场易实施。

本发明的具体方法是：在变压器附近设两个接地体，配电变压器高压侧的三相避雷器的接地端接在接地体1上；变压器的外壳与低压绕组的中性点、零线连接，并接在接地体2上。

对接地体1的接地电阻值按原规程要求。新接地体的冲击接地电阻在雷电波到达后的1微秒内要求达到25欧姆以上。

两接地体入地点之间的距离对于一般地质土壤，以2～10米为宜，对于土壤电阻率较高的情况，为降低工频接地电阻可将两接地体在地中适当部位连接，一般要求两接地体首端入地点的电气距离在15米～100米之间。这样在雷电冲击电压作用时，能使得传递到低压侧的雷电波衰减到所允许的值。

下面结合附图和实施例对本发明的原理作简单的描述。

图1为目前常规的防雷保护接线图；

图2为本发明人于1992年提出92114541.1号发明专利的防雷保护接线图。

图3为本发明的防雷保护接线图。

图1所示的常规防雷保护接线图，采用高压避雷器的接地端，变压器外壳和低压中性点三点共同接地的方式，在高压或低压有雷电波入侵时，由于配电网络上的雷电波的波头时间大多小于2微秒，接地冲击电阻可达到较高的值。接地电阻上的冲击电压也较高，由此产生的逆变换过电压可超过配电变压器耐压值数倍，故配电变压器极易损坏。对10KV配电变压器仅需入地雷电流大于500安培，即可使配电变压器烧毁。故单纯地减少工频接地电阻，对防止配电变压器因雷击损坏效果不佳。

由于共用一接地体，高压侧的雷电波也能通过接地体传递到低压网络，这是造成低压用电设备雷击损坏的主要原因。

低压避雷器降低正变换过电压，但对逆变换过电压作用甚小。主要是在t＜1微秒时，其伏秒放电曲线无法与变压器伏秒放电曲线很好配合。在高压侧雷电波入侵时，过电压是由接地体加在低压避雷器上的，这也使避雷器的保护作用降低。理论计算和试验表明，接地电阻越高，产生的正变换过电压就较低。

图2所述的92114541.1号专利，将配电变压器高压侧的避雷器的接地端接在变压器处的接地体1上，而将低压绕组中性点、零线与变压器外壳连接，并接在离变器10～40米处接地体2上，由于接地体2离变压器较远，在变压器外壳因低压设备或线路故障及三相负荷严重不对称时出现的电压保护不利，故实际可操作性差。

本发明采用了如图3所示的接线方案，将低压绕组中性点与变压器外壳连接，在变压器处接接入接地体2地。将高压避雷器的接地端与变压器外壳绝缘，并在距接地体2入地点2米—10米处的接地体与土壤接触。由于大地对雷电波的衰减可使逆变换过电压降低到变压器耐压以下，由于接地体2的冲击电阻较高，故正变换过电压大为降低。所以对配电变压器起到了有效的保护作用。同时由于防止了高压侧入侵至接地体1上的雷电压波沿零线入侵到低压线路，防止了低压设备的雷击损坏。

本发明的接线方案已在多雷区的湛江、茂名两地区的4个县、市、实施，已累积了2000台，年以上的运行经验，至目前为至，其雷击损坏率为零，而采用原有的防雷保护方法的配电变压器在该地区的雷击年损坏率为5％以上，最高的镇可达16％以上，运行结果表明本发明的防雷效果相当理想。其次，本发明的两个接地体均设在变压器旁边，避免了低压端三相负荷严重不对称时由于接地较远而导至变压器外壳接触电位过高，且实施时可操作性强。